Система датчиков - RU2007104778A

Реферат

1. Датчик, устанавливаемый в подземной скважине, в которой установлена обсадная колонна или напорно-компрессорная колонна, причем датчик содержит

корпус датчика, который может быть установлен в отверстии, проделанном в обсадной колонне или напорно-компрессорной колонне, таким образом, чтобы он проходил между внутренней стороной и внешней стороной обсадной колонны или напорно-компрессорной колонны,

сенсорные элементы, расположенные в корпусе и способные воспринимать свойства геологического пласта, окружающего скважину, и

элементы связи, находящиеся в корпусе и способные передавать информацию между сенсорными элементами и устройством связи в

в котором корпус датчика также включает в себя участок, который может быть герметично запечатан в обсадную колонну или напорно-компрессорную колонну во избежание переноса флюидов между внутренней стороной и внешней стороной обсадной колонны или напорно-компрессорной колонны через отверстие, когда в нем установлен корпус датчика.

2. Датчик по п.1, дополнительно содержащий электронный модуль в защитном кожухе, соединяющий чувствительные элементы и элементы связи.

3. Датчик по п.1, в котором элементы связи содержат преобразователь для электромагнитной или ультразвуковой беспроводной связи с устройством связи в обсадной колонне.

4. Датчик по п.3, в котором преобразователь также используется для подачи питания на функциональные элементы во вставке.

5. Датчик по п.3, в котором питание подается на функциональные элементы датчика посредством аккумулятора, установленного в корпусе датчика.

6. Датчик по п.5, в котором аккумулятор может подзаряжаться энергией, поступающей от устройства связи через преобразователь.

7. Датчик по любому из предыдущих пунктов, в котором электронный модуль содержит

блок формирования и аналого-цифрового преобразования сигнала, который принимает данные от сенсорных элементов,

микроконтроллер и блок памяти для приема данных от блока формирования сигнала,

контроллер беспроводной передачи и приема, и

блок питания.

8. Датчик по любому из пп.1-6, в котором чувствительные элементы воспринимают один или несколько из следующих параметров: давление, температуру, удельное сопротивление, электропроводность, напряжение, деформацию, рН и химический состав.

9. Датчик по п.8, содержащий элементы, чувствительные к давлению, причем корпус датчика содержит напорную камеру, имеющую канал передачи давления, который позволяет передавать давление флюидов между внешней областью корпуса датчика и напорной камерой, причем элементы, чувствительные к давлению, располагаются внутри защитно-связующего механизма, который отделяет элементы, чувствительные к давлению, от флюида внутри напорной камеры, но передает изменения давления флюида в напорной камере чувствительным элементам.

10. Датчик по п.9, в котором защитно-связующий механизм содержит заполненный флюидом сильфон, окружающий чувствительные элементы.

11. Датчик по п.8, содержащий элементы, чувствительные к удельному сопротивлению, причем корпус датчика имеет изолирующее покрытие на внешней поверхности, причем на внешней стороне корпуса обеспечены, по меньшей мере, один электрод инжекции тока и, по меньшей мере, один контрольный электрод.

12. Датчик по п.11, содержащий пары токовых и контрольных электродов.

13. Датчик по п.11, в котором каждый токовый электрод подключен к генератору тока, и каждый контрольный электрод подключен к генератору напряжения.

14. Датчик по п.8, содержащий элементы, чувствительные к удельному сопротивлению, в том числе тороидальную антенну, сформированную вокруг корпуса датчика.

15. Датчик по п.14, дополнительно содержащий электрод для эмиссии тока в пласт.

16. Датчик по п.14, содержащий две тороидальные антенны, одна из которых действует как излучательная антенна, а другая действует как контрольная антенна.

17. Датчик по п.8, содержащий элементы, чувствительные к удельному сопротивлению, в том числе рамочную антенну, сформированную на корпусе датчика, для измерения электрического импеданса пласта.

18. Датчик по п.17, содержащий две рамочные антенны, одна из которых действует как излучательная антенна, а другая действует как контрольная антенна.

19. Датчик по п.8, содержащий элементы, чувствительные к механическому напряжению, причем тензодатчик смонтирован в корпусе датчика вблизи участка, герметично запечатанного в напорно-компрессорной колонне или обсадной колонне.

20. Датчик по п.19, в котором тензодатчик ориентирован для измерения вертикальной или тангенциальной деформации напорно-компрессорной колонны или обсадной колонны.

21. Система датчиков, устанавливаемая в подземной скважине, в которой установлена обсадная колонна или напорно-компрессорная колонна, причем система содержит один или несколько датчиков по п.1, установленных в напорно-компрессорной колонне или обсадной колонне, и устройство связи, которое может быть размещено внутри скважины, для связи с сенсорными элементами каждого датчика через соответствующие элементы связи.

22. Система датчиков по п.21, в которой устройство связи содержит зонд, который может перемещаться по скважине и который осуществляет связь с датчиками посредством беспроводной связи.

23. Система по п.21 или 22, в которой скважина содержит обсаженную скважину, в которой находится напорно-компрессорная колонна, причем датчики установлены в обсадной колонне, и устройство связи размещено внутри напорно-компрессорной колонны, при этом часть напорно-компрессорной колонны в области датчиков построена так, чтобы позволять осуществлять связь между датчиками и устройством связи.

24. Система по п.23, в которой напорно-компрессорная колонна имеет непроводящие участки в области датчиков.

25. Система по п.21, в которой скважина содержит обсаженную скважину, в которой находится напорно-компрессорная колонна, причем датчики установлены в обсадной колонне, а устройство связи располагается на внешней стороне напорно-компрессорной колонны вблизи датчиков.

26. Способ установки датчика по п.1, содержащий этапы, на которых:

просверливают отверстие сквозь обсадную колонну или напорно-компрессорную колонну в требуемом месте,

устанавливают датчик по любому из пп.1-20 в отверстии, и

герметично запечатывают датчик в отверстии таким образом, чтобы через отверстие не было переноса флюидов между внутренней стороной и внешней стороной обсадной колонны или напорно-компрессорной колонны.

27. Способ по п.26, в котором этапы сверления, установки и герметичного запечатывания осуществляют с помощью инструмента, который может перемещаться по скважине, занимая множество положений.

28. Способ по п.26, содержащий этап, на котором загружают инструмент несколькими датчиками и устанавливают датчики в разнесенных положениях в скважине.

29. Способ мониторинга геологического пласта, окружающего скважину, содержащий этапы, на которых

устанавливают несколько датчиков по п.1 в скважине,

осуществляют мониторинг изменения результатов измерений, проводимых датчиками, с течением времени,

и делают вывод о свойствах пласта из измерений, изменяющихся со временем.

30. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики давления, причем способ содержит этапы, на которых измеряют расход флюидов, изменяющийся со временем, из скважины в течение периода времени, осуществляют мониторинг давления, изменяющегося со временем, на каждом из датчиков в течение периода времени, и определяют вклад слоя, в котором установлен датчик, в совокупный поток на основании расхода, изменяющегося со временем, и давления, изменяющегося со временем, измеренных на соответствующем датчике.

31. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики давления, установленные над областью перфорации скважины, причем способ содержит этапы, на которых осуществляют мониторинг градиента давления, изменяющегося со временем, между двумя датчиками в течение периода времени, для определения изменений плотности пластовых флюидов, и определяют поступление газа в скважину через пласты на основании определенных изменений плотности пластовых флюидов.

32. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики давления, установленные в покрывающей породе над продуктивным пластом, причем способ содержит этапы, на которых осуществляют мониторинг измерений давления, изменяющихся со временем, с помощью датчиков в течение периода времени, и обнаруживают любую утечку на уровне покрывающей породы на основании определенных измерений давления, изменяющихся со временем.

33. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики давления, установленные в первой скважине, причем способ содержит этапы, на которых изменяют расход флюидов из второй скважины, удаленной от первой скважины, но находящейся в том же продуктивном пласте, в течение периода времени, для создания импульса давления в коллекторе, осуществляют мониторинг давления, изменяющегося со временем, на каждом из датчиков в первой скважине в течение периода времени, и определяют межскважинную проницаемость из измерений, изменяющихся со временем.

34. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики удельного сопротивления, установленные в продуктивной скважине на уровне продуктивного пласта, причем способ содержит этапы, на которых нагнетают воду в течение периода времени в продуктивный пласт из нагнетательной скважины, удаленной от продуктивной скважины, осуществляют мониторинг изменения удельного сопротивления, измеряемого датчиками в продуктивной скважине, в течение периода времени по мере нагнетания воды, и определяют продвижение фронта воды через продуктивный пласт на основании измеренного удельного сопротивления.

35. Способ по п.29, в котором датчики представляют собой датчики удельного сопротивления, установленные под участком перфорации, причем способ содержит этапы, на которых измеряют удельное сопротивление на датчиках в течение времени, и определяют распространение воды по направлению к участку перфорации на основании измерений удельного сопротивления.